第2章 化学反应的方向、限度与速率 章末小节(Word教参)-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中化学选择性必修1（鲁科版2019 SHD版）

(一)主干知识·系统整合　 　 一、化学反应的方向 二、化学反应的限度 三、化学反应的速率 1.若某温度和压强下，化学反应的ΔH－TΔS＜0能否说明这个反应在该条件下一定能进行，进行完全，反应快速？ 提示：不能，因为综合判据判断出该反应在此条件下进行的趋向，据此无法判断该反应在此条件下进行的限度及快慢。 2．平衡常数的值是用所有参加反应的物质的浓度计算得来的吗？ 提示：不是。在平衡常数的计算式中，固体和纯液体不在计算公式中。 3．平衡常数K越大，表明反应越有利于生成物的生成，反应物的转化率越大，对吗？ 提示：不对。反应物的转化率与平衡常数无必然的关系，平衡常数只受温度的影响，而转化率还受浓度、压强等因素的影响。 4．对于有气体参加的可逆反应，增大压强，平衡一定发生移动吗？ 提示：不一定。对于反应前后气体体积不发生变化的可逆反应，增大压强平衡不移动。 5．温度升高时，如果一个化学反应的平衡常数变大，则这个反应是放热反应吗？ 提示：不是。 升温平衡常数变大，说明平衡向右移动，正反应为吸热反应。 6．处于平衡状态的可逆反应，若升高温度，则v正和v逆将以同样的倍数增大吗？ 提示：因为反应不是吸热就是放热，所以升高温度平衡要发生移动，v正和v逆一定不相等。 (二)课题探究·提升素养　 　　　　　　　　微项目　探讨如何利用工业废气中的二氧化碳合成甲醇 ——化学反应选择与反应条件优化 　　　　　　　　　　　　　 项目活动一 选择合适的化学反应 [探究活动] 假设反应焓变和熵变不随温度的改变而变化，已知298 K,100 kPa时，有如下反应： ①CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝－48.97 kJ·mol－1　ΔS＝－177.16 J·mol－1·K－1 ②CO2(g)＋2H2O(g)===CH3OH(g)＋O2(g)　ΔH＝＋676.48 kJ·mol－1　ΔS＝－43.87 J·mol－1·K－1 ③CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)　ΔH＝＋41.17 kJ·mol－1　ΔS＝＋42.08 J·mol－1·K－1 1．CO2的大量排放有什么危害？试设想如何将CO2变废为宝？ 提示：CO2产生“温室效应”将导致南极、北极冰雪融化，海平面上升，病虫害增加，气候反常等，从而使人类生存环境恶化。可以通过化学反应，使CO2和氢气(或水等)在催化剂作用下合成甲醇。 2．请根据焓变和熵变综合判据判断上述三个反应是否正向自发进行？ 提示：反应①属于放热熵减反应，在低温时正向反应自发进行。反应②属于吸热熵减反应，在任何温度下正向反应均不自发进行。反应③属于吸热熵增反应，在高温下正向反应自发进行。 3．用CO2合成甲醇时发生的反应有哪些？ 提示：有反应①、③，其中反应③是较高温度时的副反应。 [生成认知] 1．焓变、熵变对反应方向的影响 反应焓变与反应方向的关系 大部分ΔH＜0的反应自发进行 反应熵变与反应方向的关系 大部分ΔS＞0的反应自发进行 在温度、压强一定的条件下，自发反应总是向ΔH－TΔS＜0的方向进行，直至达到平衡状态 2．反应方向的判断依据 [跟踪训练] 1．用钌的配合物作催化剂，一定条件下可直接光催化分解CO2发生反应：2CO2(g)2CO(g)＋O2(g)。下列有关焓变与熵变说法不正确的是(　 ) A．该反应的ΔS＞0 B．该反应的ΔH＜0 C．该反应的逆反应在一定条件下也能自发进行 D．该反应的熵变效应大于焓变效应 解析：选B　题给反应的正反应是气体体积增大的反应，也就是熵增加的反应，A正确。题给反应是分解反应，且该反应的逆反应是CO的燃烧，是放热反应，所以该反应是吸热反应，B错误。虽然题给反应的逆反应是熵减小的反应，但反应放热，一定条件下可以自发进行，C正确。题给反应的ΔS＞0，ΔH＞0，能自发进行说明熵变的影响大于焓变，D正确。 2．实现“节能减排”和“低碳经济”的一项重要课题就是如何将CO2转化为可利用的资源。目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，如图表示该反应过程中能量(单位为kJ·mol－1)的变化。 关于该反应的下列说法中，正确的是(　 ) A．ΔH＞0，ΔS＞0　　　　 B．ΔH＞0，ΔS＜0 C．ΔH＜0，ΔS＜0 D．ΔH＜0，ΔS＞0 解析：选C　根据反应过程中能量变化的情况可知反应物的总能量高于生成物的总能量，反应放热，ΔH＜0；该反应发生后气体的物质的量减小，ΔS＜0。 项目活动(二)　选择适宜的反应条件 [探究活动] 利用工业废气中的二氧化碳合成甲醇，如果选取常见的氢气或水作为氢源，主要发生以下两个反应。 ①CO2(g)＋3H2(g)===CH